DE2656399B2

DE2656399B2 - Circuit arrangement for a burglar alarm device with coincidence operation of an ultrasonic and an electromagnetic Doppler device

Info

Publication number: DE2656399B2
Application number: DE2656399A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Phys. 8000 Muenchen Kleinschmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-12-13
Filing date: 1976-12-13
Publication date: 1979-02-15
Also published as: DK142253B; IT1114937B; FR2373845A2; DK553177A; SE7714078L; DE2656399C3; NL7713745A; FR2373845B2; US4243979A; DE2656399A1; JPS5375800A; DK142253C; GB1592510A; NO143007B; CH625635A5; NO143007C; NO774261L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung nach Hauptanmeldung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist.The invention relates to a circuit arrangement according to the main application, as described in the preamble of Claim 1 is specified.

Es ist bekannt, das sogenannte Doppler-Prinzip zur Realisierung von Geräten zur Einbruchssicherung anzuwenden. In solchen Geräten wird von einem Sender eine Strahlung ausgesandt die an Objekten, zu denen vor allem Personen zu rechnen sind, reflektiert wird. Die reflektierte Strahlung wird von einem Empfänger aufgenommen und ausgewertet Erfolgt die Reflexion an einem ruhenden Objekt stimmt die Frequenz der empfangenen Strahlung mit der Frequenz der ausgesandten Strahlung generell überein. Erfolgt jedoch die Reflexion an einem Objekt das sich wenigstens mit einer Geschwindigkeitskomponente in Richtung auf den Sender und/oder den Empfänger zu oder von diesem weg bewegt so tritt eine Doppler-Frequenzverschiebung in der empfangenen Strahlung verglichen mit der Frequenz der ausgesandten jeweiligen Strahlung auf.It is known the so-called Doppler principle for implementing burglar-proof devices apply. In such devices, a transmitter emits radiation that is directed at objects especially people are to be reckoned with, is reflected. The reflected radiation is from a Receiver recorded and evaluated If the reflection takes place on a stationary object, it is correct The frequency of the received radiation generally corresponds to the frequency of the emitted radiation. He follows however, the reflection on an object that is at least one speed component in Moved towards the transmitter and / or the receiver or away from it, a Doppler frequency shift occurs in the received radiation compared to the frequency of the emitted respective Radiation on.

Bekannte, z. B. schon im Handel befindliche Geräte zur Einbruchssicherung verwenden elektromagnetische Strahlung des sogenannten X-Bandes (Funkwellen). Ihr Frequenzbereich liegt z. B. bei 9,5 GHz. Eine derartige elektromagnetische Strahlung läßt sich relativ gut handhaben. Erzeugen läßt sie sich z. B. mit einer sogenannten Halbleiter-Gunn-Diode und der Empfänger ist beispielsweise mit einer Schottky-Diode ausgerüstet Ein solches im X-Band arbeitendes Gerät hat jedoch einen zumindest im Einzelfall sehr schwerwiegenden Nachteil, der auf den Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung beruht Diese tritt nämlich ohne weiteres durch Wände und insbesondere durch Fenster hindurch, und bei der Reflexion an einem bewegten Gegenstand, z. B. an einer Person, kommt es dann nicht darauf an, ob sich die Person in dem mit dem Gerät zu überwachenden Raum oder etwa auf einem benachbarten Gang oder etwa außerhalb auf der Straße bewegt. Zur Behebung dieses Nachteiles hat man ein derartiges Gerät derart unempfindlich gemacht, daß es dann leider auch für die Überwachung des betreffenden Raumes nicht mehr völlig zuverlässig istAcquaintances, z. B. devices already on the market for burglar protection use electromagnetic Radiation of the so-called X-band (radio waves). Your frequency range is z. B. at 9.5 GHz. Such a one electromagnetic radiation can be handled relatively well. It can be generated z. B. with a so-called semiconductor Gunn diode and the receiver is for example with a Schottky diode Equipped such a device working in the X-band has, at least in individual cases, a very serious one Disadvantage that is based on the properties of electromagnetic radiation This occurs namely easily through walls and especially through windows, and when reflecting on one moving object, e.g. B. on a person, then it does not matter whether the person is in the with the Device to be monitored or, for example, in an adjacent aisle or outside on the street emotional. To remedy this disadvantage, such a device has been made so insensitive that it then unfortunately it is no longer completely reliable for monitoring the room in question

Es sind auch bereits Geräte zur Einbruchssicherung im Handel, die anstelle mit Funkwellen mit Ultraschall-Strahlung, z. B. in einem Frequenzbereich um 40 kHz herum, arbeiten. Ein Vorteil derartiger Geräte ist, daß sie vergleichsweise zu den mit Funkwellen arbeitenden Geräten technisch weniger aufwendig und entsprechend billiger sind. Diese mit Ultraschall arbeitenden Geräte haben jedoch ebenfalls schwerwiegende Nachteile. Ein wesentlicher Nachteil ist, daß die ausgesandte Ultraschall-Strahlung z. B. auch von bewegter Luft, etwa durch Dämpfungsschwankungen, beeinflußt wird. Luftturbulenzen sind aber insbesondere in beheizten Räumen gar nicht auszuschließen. Um Fehlalarm zu vermeiden, hat man auch hier den Weg beschritten, das Gerät sehr unempfindlich zu machen. Andererseits hat man Ultraschall-Geräte aus diesen und aus anderen Gründen praktisch nur zur Überwachung kleiner Räume, wie Kraftwagen und Wohnwagen, verwendet.There are already burglar protection devices on the market that use ultrasound radiation instead of radio waves, z. B. in a frequency range around 40 kHz work. One advantage of such devices is that they are technically less complex and correspondingly less expensive compared to the devices that work with radio waves are cheaper. However, these ultrasonic devices also have serious disadvantages. A major disadvantage is that the emitted ultrasonic radiation z. B. also from moving air, is influenced by fluctuations in attenuation. However, air turbulence is particularly common in heated areas Rooms cannot be ruled out at all. In order to avoid false alarms, the path has also been taken here, that To make the device very insensitive. On the other hand, you have ultrasound devices from these and from others Practically only used for monitoring small spaces such as cars and caravans.

In der (nicht veröffentlichten) Hauptanmeldung ist ein Gerät zur Einbruchssicherung angegeben, das vergleichsweise zum Stand der Technik einerseits hohe Ansprechempfindlichkeit und andererseits große Sicherheit gegen Fehlalarm hat.In the (unpublished) main application, a device for intrusion protection is specified, which comparatively the prior art on the one hand high sensitivity and on the other hand great security against false positives.

Dieses Gerät, das mit einem Sender für auszusendende Strahlung, mit einem Empfänger zum Empfang ausgesandter und an einem bewegten Objekt reflektierter, dopplerfrequenzverschobener Strahlung und mit einer Einrichtung zur Feststellung und Auswertung des Empfangs derartiger dopplerfrequenzverschobener Strahlung arbeitet, hat zwei Sende- und Empfangszweige, wovon der eine Zweig mit Funkwellen und derThis device, with a transmitter for radiation to be emitted, with a receiver for reception emitted and reflected on a moving object, Doppler frequency shifted radiation and with a device for determining and evaluating the reception of such Doppler frequency shifted devices Radiation works, has two transmission and reception branches, one branch with radio waves and the other

andere Zweig mit Ultraschall-Wellen arbeitet; die erwähnte Einrichtung liefert nur bei gleichzeitig in beiden Zweigen erfolgendem Empfang dopplerfrequenzverschobener Strahlungen ein zur Alarmauslösung bestimmtes Auswertesignal und ein Auswertesignal wird dann festgestellt, wenn sich die Doppler-Frequenz der beiden dopplerfrequenzverschobenen Strahlungen um nicht mehr als ein einer Toleranzbreite entsprechend vorgegebenes Frequenzmaß voneinander unterscheiden. Die Toleranzbreite ist durch die Wahl der oberen Grenzfrequenz eines ausgangsseitigen Tiefpasses bestimmt.other branch works with ultrasonic waves; the above-mentioned device only delivers at the same time in Both branches receive Doppler frequency shifted radiation to trigger an alarm certain evaluation signal and an evaluation signal is determined when the Doppler frequency of the two Doppler frequency shifted radiations by no more than one of a tolerance range differentiate according to the given frequency measure from each other. The tolerance range is by choice the upper limit frequency of a low-pass filter on the output side.

Bei der voranstehend beschriebenen Ausgestaltung eines Gerätes gemäß der Hauptanmeldung liegt der Fall vor, daß Auswertesignale, die auf extrem rasch bewegten Objekten beruhen, immer kleiner sind, je höher die Geschwindigkeit des jeweiligen Objekts istThis is the case with the embodiment of a device according to the main application described above suggest that evaluation signals based on extremely rapidly moving objects are always smaller, ever the speed of the respective object is higher

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für spezielle Anwendungsfälle eine Schaltungsanordnung für ein noch verbessertes Gerät zur Einbruchssicherung anzugeben, die gewährleistet, daß auch extrem rasch bewegte Objekte mit der gleichen Detektionsempfindlichkeit erfaßt werden, mit der normalschnell bewegte und ausgesprochen langsam bewegte Objekte sicher erfaßt werden, ohne daß deshalb eine Einbuße an Zuverlässigkeit gegen Fehlalarm in Kauf zu nehmen ist.It is an object of the present invention to provide a circuit arrangement for special applications to specify an even better burglar-proof device, which ensures that also extremely quickly moving objects can be detected with the same detection sensitivity as moving objects at normal speed and objects moving very slowly can be reliably detected without any loss Reliability against false alarms is to be accepted.

Diese Aufgabe wird mit einer wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Schaltungsanordnung erfindungsgemäß gelöst, wie dies im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben ist. Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind <ien Unteransprüchen entnehmbar.This object is achieved with a circuit arrangement as specified in the preamble of claim 1 solved according to the invention, as indicated in the characterizing part of claim 1. Further refinements and further developments of the invention can be found in the subclaims.

Der Erfindung liegt die neuerkannte Problemstellung zugrunde, daß bei unterschiedlich rasch bewegten, zu detektierenden Objekten entsprechend unterschiedlich hochfrequente Doppler-Signale auftreten, die gemäß der Idee der Hauptanmeldung miteinander in bezug zu setzen sind, und daß die absoluten Frequenzunterschiede der beiden miteinander bezüglich Koinzidenz zu vergleichenden Doppler-Frequenzsignale mit zunehmender Frequenz der Doppler-Frequenzsignale, d. h. mit größerer Geschwindigkeit des Objektes größer sind, was für eine geschwindigkeitsunabhängige Toleranz der zwischen den Doppler-Frequenzsignalen ein und desselben Objekts auftretenden Frequenzabweichung für das Gerät zur Einbruchssicherung zu beachten ist. Solche Frequenzabweichungen, d. h. unterschiedliche Frequenzwerte der beiden miteinander zu vergleichenden Doppler-Frequenzsignale, die von ein und demselben bewegten, zu detektierenden Objekt herrühren, treten im Regelfall tatsächlich aus verschiedensten Gründen auf, zu denen insbesondere unvermeidliche Vielfachreflexionen hinzurechnen sind. Eine wie bereits bei der Hauptanmeldung vorgesehene Toleranzbreite ergibt sich aus der Verwendung eines dem Produkt-Detektor nachgeschalteten Tiefpaßfilters, das nur Differenzfrequenzsignale der zwei Doppler-Frequenzsignale durchläßt, die unterhalb einer Grenze liegen, die durch das frequenzabhängige Dämpfungsverhalten dieses Filters bestimmt ist Im Regelfall, insbesondere im Falle eines einfachen /?C-Tiefpaßgliedes liegt ein entsprechendes, dem Fachmann wohlbekanntes, der Frequenz proportionales Dämpfungsmaß vor. Die an sich sehr vorteilhafte Verwendung eines derartigen, einfachen flC-Tiefpaßfilters in Verbindung mit einem Schwellenwertdetektor mit konstant gehaltenem Amplitudenwert seiner Detektionsschwelle führt zwangsläufig dazu, daß bei rascher bewegten Objekten mit entsprechend höherer Frequenz des Doppler-Frequenssignals die Toleranzbreite — und damit gleichbedeutend die Empfindlichkeit für relativ gleich große Frequenzabweichung — relativ immer kleiner wird.
. Mit der vorliegenden Erfindung ist nun auch für entsprechend einschlägige Spezialfälle dafür gesorgt daß die aufgabengemäß geschwindigkeitsunabhängige Toleranzbreite gewährleistet ist Dabei braucht keine Einbuße an Sicherheit gegen Fehlalarm in Kauf genommen zu werden, wobei diese Sicherheit gerade durch die begrenzte Toleranz sichergestellt ist Für die vorliegende Erfindung ist nämlich die Erkenntnis wesentlich, daß die betreffende Sicherheit gegen Fehlalarm bei geschwindigkeitsunabhängiger Empfindlichkeit auf dem Maß der zugelassenen relativen Frequenzabweichung bzw. der relativen Toleranzbreite beruhtThe invention is based on the newly recognized problem that when objects to be detected move at different speeds, correspondingly different high-frequency Doppler signals occur, which according to the idea of the main application are to be related to one another, and that the absolute frequency differences of the two are to be compared with one another with regard to coincidence Doppler frequency signals are greater with increasing frequency of the Doppler frequency signals, i.e. with the higher speed of the object, which must be observed for the burglar alarm device for a speed-independent tolerance of the frequency deviation occurring between the Doppler frequency signals of one and the same object. Such frequency deviations, ie different frequency values of the two Doppler frequency signals to be compared, which originate from one and the same moving object to be detected, usually actually occur for various reasons, to which in particular unavoidable multiple reflections are to be added. A tolerance range, as already provided for in the main application, results from the use of a low-pass filter connected downstream of the product detector, which only lets through difference frequency signals of the two Doppler frequency signals that are below a limit that is determined by the frequency-dependent attenuation behavior of this filter in the case of a simple /? C low-pass element, there is a corresponding attenuation measure which is well known to the person skilled in the art and is proportional to the frequency. The per se very advantageous use of such a simple flC low-pass filter in connection with a threshold value detector with a constant amplitude value of its detection threshold inevitably leads to the fact that with faster moving objects with a correspondingly higher frequency of the Doppler frequency signal, the tolerance range - and thus the sensitivity for relatively equal frequency deviation - becomes relatively smaller and smaller.
. The present invention ensures that the task-specific, speed-independent tolerance range is guaranteed for correspondingly relevant special cases the realization that the relevant security against false alarms with speed-independent sensitivity is based on the extent of the permitted relative frequency deviation or the relative tolerance range

Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden, anhand der Figuren gegebenen Detailbeschreibung hervor.Further explanations of the invention can be found in the following detailed description given with reference to the figures emerged.

F i g. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;F i g. 1 shows a basic circuit diagram of a circuit arrangement according to the invention;

F i g. 2 zeigt ein Schaltbild einer realisierten Ausführungsform, wobei in F i g. 1 vorhandene BezugszeichenF i g. FIG. 2 shows a circuit diagram of an implemented embodiment, wherein in FIG. 1 existing reference numbers

2^r> in F i g. 2 gleiche Einzelheiten kennzeichnen.2 ^r > in F i g. 2 identify the same details.

Mit 2 und 4 sind in F i g. 1 Empfänger für reflektierte, dopplerfrequenzverschobene Strahlung bezeichnet, wobei mit 2 ein Ultraschall-Empfänger und mit 4 eine Mikrowellenantenne angedeutet sind. Diese AnordnungWith 2 and 4 in FIG. 1 designated receiver for reflected, Doppler frequency shifted radiation, where with 2 an ultrasonic receiver and with 4 a microwave antenna are indicated. This arrangement

jo nach F i g. 1 ist für ein Koinzidenzprinzip gemäß der Hauptanmeldung mit Koinzidenz von Ultraschall-Dopplersignal und Mikrowellen-Dopplersignal vorgesehen. An den Anschlüssen 3 und 5 der Schaltungsanordnung treten die entsprechenden Doppler-Frequenz-jo according to fig. 1 is for a coincidence principle according to the Main application provided with coincidence of the ultrasonic Doppler signal and the microwave Doppler signal. The corresponding Doppler frequency signals occur at connections 3 and 5 of the circuit arrangement.

r> signale Sus und S_Mw auf. Wie dies schon in der Hauptanmeldung beschrieben ist, hat das Signal Sus im Regelfall wesentlich höhere Doppler-Frequenz als das Signal Smw. Für eine Erleichterung des Frequenzvergleiches in dem Produkt-Detektor 12 empfiehlt es sich,r> signals Sus and S _M w on. As already described in the main application, the signal Sus generally has a significantly higher Doppler frequency than the signal Smw. To facilitate the frequency comparison in the product detector 12, it is advisable to

4» eine Frequenzteilung des Ultraschall-Doppler-Frequenzsignals Sus mit einem Frequenzteiler 111 vorzunehmen. Weitere Einzelheiten diesbezüglicher Vorteile sind insbesondere der Beschreibung der Hauptanmeldung zu entnehmen.4 »undertake a frequency division of the ultrasonic Doppler frequency signal Sus with a frequency divider 111. Further details of related advantages can be found in the description of the main application.

Vorzugsweise wird als Produkt-Detektor 12 ein doppeltsymmetrischer Mischer verwendet, der bei Eingang der Signale Sus und Smw an den Leitungen 16 und 17 an die Ausgangsleitung 18 Frequenzsignale abgibt, in denen die in den Mischer 12 eingegebenenA doubly symmetrical mixer is preferably used as the product detector 12, which, when the signals Sus and Smw are input on the lines 16 and 17, emits frequency signals to the output line 18 in which the signals entered into the mixer 12

so Eingangssignale nicht mehr enthalten sind. Es kommen aus diesem Mischer das gewünschte Differenzfrequenzsignal Sdiff und die Summenfrequenzsignale heraus. Bei unter Berücksichtigung des Teilers 111 vorliegender Übereinstimmung der Frequenzen der Doppler-Frequenzsignale Sus und Smw ist das am Ausgang 18 auftretende Signal im Idealfall ein Gleichstrom. Im Regelfall tritt am Ausgang 18 jedoch aufgrund der oben angedeuteten Umstände vor allem ein Wechselstromsignal auf, das aber generell niedrige Frequenz hat.so input signals are no longer included. The desired difference frequency signal Sdiff and the sum frequency signals come out of this mixer. If the frequencies of the Doppler frequency signals Sus and Smw agree , taking into account the divider 111, the signal appearing at the output 18 is ideally a direct current. As a rule, however, due to the circumstances indicated above, primarily an alternating current signal occurs at output 18, but this is generally low in frequency.

bo Gemäß der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis kann aber die Frequenz des am Ausgang 18 des Mischers 12 auftretenden Signals zwar relativ niedrig zur Frequenz des Doppler-FrequenzsignaSs eines rasch bewegten Objektes sein und dennoch ist der Frequenzwert des an der Leitung 18 auftretenden Ausgangssignals absolut gesehen hoch. Bei fest vorgegebenem, nachgeschaltetem ÄC-Tiefpaßfilter 19 würde dies dazu führen, daß ein relativ gleichbo According to the underlying of the present invention however, the frequency of the signal appearing at the output 18 of the mixer 12 can indeed be based on the knowledge be relatively low to the frequency of the Doppler frequency signal of a rapidly moving object and yet the frequency value of the output signal appearing on line 18 is high in absolute terms. At fixed predetermined, downstream ÄC low-pass filter 19, this would lead to a relatively equal

hochfrequentes, absolut aber höherfrequentes Ausgangssignal des Mischers 12 in dem Tiefpaßfilter 19 eine derart hohe Dämpfung erfahren kann, daß der weiter nachgeschaltete Schwellenwertdetektor 11 dieses an sich noch festzustellende Signal nicht mehr als ein > solches erkennt und weitermeldet.high-frequency, but absolutely higher-frequency output signal of the mixer 12 in the low-pass filter 19 a can experience such high attenuation that the further downstream threshold detector 11 this on Any signal that is still to be determined no longer recognizes and reports it as such.

Mit 112 ist ein Sollwertgeber für eine Referenzspannung für den Schwellenwertdetektor angedeutet. A ist der Ausgang.A setpoint generator for a reference voltage for the threshold value detector is indicated by 112. A is the exit.

Zur erfindungsgemäßen Lösung des oben bereits ι ο dargelegten Problems sieht die vorliegende Erfindung prinzipiell gesehen Maßnahmen vor, die eine Veränderung des Amplitudenwertes der Detektionsschwelle des Schwellenwertdetektors 11 bewirkt. Mit 14 ist ein Schaltungskreis bezeichnet, der aus einem von der r> Leitung 15 abgenommenen, d. h. aus dem Signal Sus abgeleiteten Spannungssignal U_e eine Steuerspannung Usi erzeugt, die dem Schwellenwertdetektor 11 als Steuergröße zugeführt wird. Dieser Schaltungskreis 14 ist insbesondere ein reziproker Frequenz-Spannungs-Konverter. Der Schaltungskreis 14 bzw. das aus dem abgeleiteten Signal U_e erzeugte Steuersignal (Λ, bewirkt in dem Schwellenwertdetektor 11, daß dessen Detektionsschwelle mit steigender Frequenz des Doppler-Frequenzsignals Sus amplitudenmäßig abgesenkt wird. Dies kommt an sich einer Empfindlichkeitssteigerung bei einem Tiefpaßfilter 19 mit konstant gehaltenen Werten gleich. Praktisch gesehen führt diese erfindungsgemäße Maßnahme dazu, daß die Ansprechempfindlichkeit vom Tiefpaßfilter 19 und Schwellenwertdetektor 11 zusammengenommen für das Detektionsergebnis in bezug auf die Toleranzbreite unabhängig von der augenblicklichen Geschwindigkeit des zu detektierenden Objekts gemacht ist.In order to solve the problem outlined above according to the invention, the present invention basically provides measures which cause a change in the amplitude value of the detection threshold of the threshold value detector 11. 14 denotes a circuit which generates a control voltage Usi from a voltage signal U _e taken from the r> line 15, ie derived from the signal Sus, which voltage is fed to the threshold value detector 11 as a control variable. This circuit 14 is in particular a reciprocal frequency-voltage converter. The circuit 14 or the control signal (Λ generated from the derived signal U _e) causes the threshold detector 11 to lower its detection threshold in terms of amplitude as the frequency of the Doppler frequency signal Sus increases In practical terms, this measure according to the invention means that the response sensitivity of the low-pass filter 19 and threshold value detector 11 taken together for the detection result with regard to the tolerance range is made independent of the instantaneous speed of the object to be detected.

Die vorangehend beschriebene durch das Steuersi- y, gnai Usi bewirkte, frequenzabhängige Absenkung der Amplitude der Detcktionsschweile kann dem Erfindungsprinzip gemäß auch so realisiert oder verstanden werden, daß das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 19, das gleichzeitig das Eingangssignal an der Leitung 13 des Schwellenwertdetektors 11 ist, eine der Frequenz des Steuersignals U_s, entsprechende Amplitudenverstärkung bei gleichbleibendem Amplitudenwert der Detektionsschwelle erfährt. Im Sinne der Erfindung sind von dem Steuersignal U_sl gesteuerte, von der Frequenz 4^r> des Signals Sus abhängig gesteuerte Senkung der Detektionsschwelle bei direkt, d. h. unverstärkt aus dem Tiefpaßfilter 19 an der Leitung 13 zugeführtem Signal einerseits und gleich hoch bleibende Detektionsschwelle bei von der Frequenz des Doppler-Frequenzsignals -,o abhängig gesteuerter Vorverstärkung des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters 19 am bzw. im Eingang des Schwellenwertdetektors 11 an der Leitung 13 andererseits gleichwirkend.The frequency-dependent lowering of the amplitude of the detection threshold caused by the control y, gnai Usi described above can also be implemented or understood in accordance with the principle of the invention in such a way that the output signal of the low-pass filter 19, which is at the same time the input signal on the line 13 of the threshold value detector 11, an amplitude gain corresponding to the frequency of the control signal U _s experiences with the amplitude value of the detection threshold remaining the same. According to the invention, the control signal U _sl controlled lowering of the detection threshold depending on the frequency 4 ^r > of the signal Sus for the signal fed directly, that is, unamplified from the low-pass filter 19 on the line 13, on the one hand, and the detection threshold that remains the same in the case of the Frequency of the Doppler frequency signal -, o dependently controlled preamplification of the output signal of the low-pass filter 19 at or in the input of the threshold value detector 11 on the line 13, on the other hand, has the same effect.

Wie bereits oben angedeutet worden ist, empfiehlt es sich, die Ableitung des Steuersignals U_st aus dem jeweils frequenzhöheren Doppler-Frequenzsignal vorzunehmen, das im Regelfall das Ultraschall-Doppler-Frequenzsignal ist Die höhere Ausgangsfrequenz gewährleistet eine entsprechend schnellere Änderung des ω Steuersignals Ust und damit raschere Anpassung der Detektionsschwelle.As has been already indicated above, it is recommended that the derivation of the control signal U _st from the respective higher frequency Doppler frequency signal to make, the rule the ultrasonic Doppler frequency signal is the higher output frequency ensures a correspondingly faster change of ω control signal VAT, and thus faster adaptation of the detection threshold.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß auch bei unverändert hoher Empfindlichkeit der Detektion für rasch bewegte Objekte gewährleistet ist, daß aus dem Produkt-Detektor kommende Summen-Frequenzsignale der Eingangssignale Sus und Smw stets oberhalb der relevanten Grenze des Tiefpaßfilters 19 liegen, und zwar selbst dann, wenn ein nur einfaches /?C-Tiefpaß glied vorgesehen ist.The invention ensures that, even with the same high sensitivity of the detection for rapidly moving objects, it is ensured that the sum frequency signals of the input signals Sus and Smw coming from the product detector are always above the relevant limit of the low-pass filter 19, even then if only a simple /? C low-pass element is provided.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform de; Konverters 14, und zwar im Zusammenhang mit einerr WC-Tiefpaßfilter, ist die, bei der ein Ladekondensatoi vorgesehen ist, der von einer zeitgesteuerten Auf- unc Entladeschaltung aufgeladen wird, wobei die Aufladung z. B. mit Beginn einer Periode desjenigen Doppler-Frequenzsignals einsetzt, von dem das Steuersignal LZ₁ (über das Signal U_e) abgeleitet wird. Man läßt diese Aufladung für ein oder mehrere Vielfache einer halber Periodendauer dieses Doppler-Frequenzsignals andauern, um dann den jeweils erreichten Ladezustand bzw. die Aufladespannung auf einen Speicherkondensator zu übertragen. Nachfolgend erfolgt dann eine Entladung des Ladekondensators mit Hilfe der Auf- und Entladeschaltung. Die andauernde Wiederholung der voranstehend beschriebenen Vorgänge führt zu einer mittleren Spannung auf dem Speicherkondensator deren Höhe ein sich dauernd angleichendes Spannungsmaß für die augenblickliche Frequenz des zur Erzeugung des Steuersignals U₅, herangezogenen Doppler-Frequenzsignals ist. Ein derartig arbeitender Konverter 14 liefert genau das dem Tiefpaßfilter entsprechende Frequenzverhalten, das zum erfindungsgemäß optimalen Empfindlichkeitsausgleich bzw. zur optimalen Geschwindigkeitsunabhängigkeit der Doppler-Koinzidenzempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung führt.A particularly advantageous embodiment de; Converter 14, specifically in connection with a WC low-pass filter, is the one in which a charging capacitor is provided which is charged by a time-controlled charging and discharging circuit. B. starts at the beginning of a period of that Doppler frequency signal from which the control signal LZ ₁ (via the signal U _e ) is derived. This charging is allowed to continue for one or more multiples of half a period of this Doppler frequency signal in order to then transfer the charge state or the charging voltage reached to a storage capacitor. The charging capacitor is then discharged with the aid of the charging and discharging circuit. The continuous repetition of the above-described processes leads to an average voltage on the storage capacitor, the level of which is a continuously equalizing voltage measure for the instantaneous frequency of the Doppler frequency signal used to generate the control signal U _5. A converter 14 operating in this way delivers precisely the frequency response corresponding to the low-pass filter, which leads to the optimal sensitivity compensation according to the invention or to the optimal speed independence of the Doppler coincidence sensitivity of the circuit arrangement according to the invention.

F i g. 2 zeigt ein Schaltbild, in dem sämtliche für den Fachmann erforderlichen, für ihn nicht selbstverständlichen Bemessungsangaben eines praktischen Ausführungsbeispiels enthalten sind. Über die Angaben der F i g. 2 hinaus brauchen im Prinzip keine weiteren Erläuterungen gegeben zu werden. Mit 27 ist der aufladende Schaltungsanteil und mit 29 ist der entladende Schaltungsanteil der Auf- und Entladeschaltung der Ausführungsform des Konverters 14 bezeichnet, in dem ein wie erläuterter Ladekondensator 23 und ein wie genannter Speicherkondensator 25 vorhanden sind.F i g. 2 shows a circuit diagram in which all that are necessary for a person skilled in the art but not a matter of course for him Dimensioning data of a practical embodiment are included. About the details of the F i g. 2 In principle, no further explanations need to be given. At 27 he is charging circuit portion and with 29 is the discharging circuit portion of the charging and discharging circuit the embodiment of the converter 14 denotes, in which a charging capacitor 23 and as explained a storage capacitor 25 as mentioned are present.

Der Schwellenwertdetektor, in den Figuren mit 11 bezeichnet, wird auch als Fensterdiskriminator bezeichnet. Der Amplitudenwert seiner Detektionsschwelle gilt sowohl für positives als auch negatives Vorzeichen der am Eingang 13 anliegenden Spannung. Dies ist erforderlich, weil die Addition der beiden Signale Sus und Smw im Mischer 12 abhängig von der jeweiligen Phasenlage der Signale zueinander zu positiven oder negativen Vorzeichen führt Bei der Erfindung ist sozusagen die Fensterbreite mit dem Steuersignal U_s, steuerbar.The threshold value detector, denoted by 11 in the figures, is also referred to as a window discriminator. The amplitude value of its detection threshold applies to both positive and negative signs of the voltage applied to input 13. This is necessary because the addition of the two signals Sus and Smw in the mixer 12 leads to positive or negative signs depending on the respective phase relationship of the signals. In the invention, the window width can be controlled with the control signal U _s.

Der erwünschte Zusammenhang zwischen dem für das Steuersignal £/« verwendeten Doppler-Frequenzsignal Ue und dem Amplitudenwert der Detektionsschwelle bzw. der Fensterbreite ist reziprok linear. Bei einem proportionalen Zusammenhang zwischen Fensterbreite und Steuersignal U_a ergibt sichThe desired relationship between the Doppler frequency signal Ue used for the control signal £ / «and the amplitude value of the detection threshold or the window width is reciprocally linear. In the case of a proportional relationship between the window width and the control signal U _a, this results

/d/ d

mit κ = Proportionalitätsfaktor und /b = Frequenz von Ue. Dieser funktionell Zusammenhang wird mit dem Konverter 14 in derjenigen Ausführungsform realisiert, die oben im Zusammenhang mit dem Ladekondensator 23 und dem Speicherkondensator 25 und den zugehörigen Auf- und Entladeschaltungen beschrieben istwith κ = proportionality factor and / b = frequency of Ue. This functional relationship is implemented with the converter 14 in that embodiment which is described above in connection with the charging capacitor 23 and the storage capacitor 25 and the associated charging and discharging circuits

Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß die den Anschlüssen 3 und 5 jeweils zugeführten Doppler-Frequenzsignale keinen relevanten Anteil des nichtdopplerfrequenzverschobenen reflektierten Sendesignals enthalten, d. h. keinen solchen Anteil aufweisen, der auf Reflexion ruhenden Objekten beruht. Zur entsprechenden Ausfilterung der jeweiligen Sendefrequenz enthalten die Empfänger 2 und 4 entsprechende Sperrkreise.For the sake of completeness, it should be noted that the ports 3 and 5 each supplied Doppler frequency signals do not have a relevant portion of the non-Doppler frequency shifted reflected transmission signal contain, d. H. do not have such a portion that is based on reflection of resting objects. To the The receivers 2 and 4 contain corresponding filtering of the respective transmission frequency Blocking circles.

Um die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nicht mit beliebig niedrigen Summen-Frequenzen der Doppler-Frequenzsignale zu belasten, d. h. um nicht die Eckfrequenz des ÄC-Tiefpaßfilters 19 unvorteilhafterweise niedrig machen zu müssen, empfiehlt es sich, vor den Eingang des in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung vorgesehenen Produkt-Detektors bzw. Mischers 12 einen Hochpaß einzufügen, der eine Eckfrequenz von z.B. etwa 10Hz hat. Eine derartige Hochpaß-Eckfrequenz sperrt nur solche (gegebenenfalls durch einen Teiler 111 herabgesetzte) Frequenzen der dem Produkt-Detektor bzw. Mischer 12 zugeführten Doppler-Frequenzsignale ab, die auf Geschwindigkeiten beruhen würden, die für zu delektierende Objekte nicht relevant sind. Ein solcher Hochpaß ist z. B. in der Schaltung der Fig.2 durch die vor dem Mischer 12 liegenden beiden Kapazitäten mit 10 μΡ zusammen mit dem Eingangswiderstand des Mischers von ca. 3,5 kO gegeben.In order not to use the circuit arrangement according to the invention with arbitrarily low sum frequencies To load Doppler frequency signals, d. H. so as not to disadvantage the corner frequency of the ÄC low-pass filter 19 To have to make low, it is advisable to use the circuit arrangement according to the invention in front of the input provided product detector or mixer 12 to insert a high-pass filter, the one Has a corner frequency of e.g. about 10Hz. Such a high-pass cut-off frequency only blocks such (possibly The frequencies supplied to the product detector or mixer 12 (reduced by a divider 111) Doppler frequency signals that would be based on velocities required for objects to be detected are not relevant. Such a high pass is z. B. in the circuit of FIG lying two capacities with 10 μΡ together with given the input resistance of the mixer of approx. 3.5 kO.

Für die Erfindung empfiehlt es sich, die Eckfrequenz des hinter dem Mischer vorgesehenen Tiefpasses 19 etwa gleich groß wie die Eckfrequenz des davorliegenden Hochpasses zu wählen. Damit wird einerseits eine sichere Ausblendung der Summen-Frequenzsignale einerseits und eine sehr gute Empfindlichkeit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für Objekte in einem breiten Geschwindigkeitsbereich andererseits erzielt, und zwar gerade durch die wie erfindungsgemäße geschwindigkeitsabhängige Steuerung der in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung im Ergebnis wirksam werdenden Höhe der Detektionsschwelle.For the invention, it is recommended to use the corner frequency of the low-pass filter 19 provided downstream of the mixer to be about the same as the cutoff frequency of the preceding high pass. On the one hand, this becomes a safe masking of the sum frequency signals on the one hand and very good sensitivity of the Circuit arrangement according to the invention for objects in a wide speed range on the other hand achieved, specifically by the speed-dependent control of the invention as in the Circuit arrangement according to the invention as a result of the height of the detection threshold becoming effective.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for a device for burglar protection with coincidence operation of two Doppler alarm devices, one of which works with ultrasound and the other with electromagnetic waves, in which the difference frequency signal of the two Doppler frequency signals, which are caused by the movement of an object to be detected, as alarm-triggering signal is used, the circuit arrangement having a product detector for obtaining the difference frequency signals, a downstream low-pass filter and a threshold value detector, according to patent application P 2613845.4, characterized in that the threshold value detector (11) is so autged that the amplitude value depends on its detection threshold the frequency of a control signal (Ua) supplied to it can be changed, the frequency of the control signal being derived from one of the Doppler frequency signals (Susi Smw) , and the dependence being such that the frequency dependence of the amplitude value of the De detection threshold is essentially equal to the frequency-dependent damping behavior of the low-pass filter (19)

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the control signal (U _sl ) is derived with respect to its frequency from the Dopplerfre- frequency signal (Sus or Smw) which has the higher frequency value.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the low-pass filter (19) the Has frequency behavior of an ÄC low-pass element

4. Circuit arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the detection threshold is controlled using a converter (14), the output voltage (U _sl ) of which is dependent on the frequency of the input signal (U _e ) of this converter (14).

5. Circuit arrangement according to claim 4, dependent on claim 3, characterized in that the converter (14) has a charging capacitor (23), a storage capacitor (25) and a time-controlled charging and discharging circuit (27, 29) which this charging capacitor ( 23) at the beginning of a period which begins to charge for controlling the Doppler frequency signal (Sus) used and transmits the voltage value on the charging capacitor (23) after multiples of half a period of this Doppler frequency signal to the storage capacitor (25), the voltage value of which transmits the control signal (U ₅₁₎ ) delivers.

6. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that as Product detector (12) a double-symmetrical mixer provided Ht.

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